JP2000504277A - 被加工部材のデスケーリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に鉄道車両において用いられる被加工部材（２２）をデスケーリングするための方法であって、被加工部材は、回転式デスケーリング手段を通過して移動され、被加工部材（２２）のデスケーリングされるべき表面（２３）と交差する回転軸の周りに回転する少なくとも一本の液体噴流が、デスケーリングされるべき表面（２３）に噴射される。被加工部材（２２）をごく限られた範囲において冷却するとともに、低い作用液体圧力で高い噴霧圧力を発生させるために、液体噴流は、間欠的に、すなわち、間隔をおいて発生させられる。

Description

【発明の詳細な説明】被加工部材のデスケーリング方法 この発明は、被加工部材、特に圧延部材を、デスケーリング（ｄｅｓｃａｌｉｎ ｇ）するための方法に関するものである。ここに、被加工部材は、回転式デスケ ーリング装置を通過する構成とされ、この回転式デスケーリング装置においては 、デスケーリングされる被加工部材の表面と交差する回転軸で回転する少なくと も一本の液体噴流が、デスケーリングされる表面に噴霧される構成となっている 。また、この発明は、この方法を実施するための回転式デスケーリング装置に関 する。 前記の型式の回転式デスケーリング装置は、例えば、独国特許公開第４３２８３ ０３号またはヨーロッパ特許公開第０５８６８２３号または独国特許公開第３１ ２５１４６号により知られている。これら公知の回転式デスケーリング装置には 、噴霧ノズルが備えられている。この噴霧ノズルは、回転する梁材または回転す るノズル保持部材に設置され、かつ、デスケーリングされる被加工部材の表面に 向けて配置されている。通常、その回転軸は、デスケーリングされる被加工部材 の表面に垂直とされる。 この方法においては、液体の噴射パターンは、個々の噴霧曲線により形成される 。この噴霧曲線は、被加工部材と、回転する噴霧ノズルとの相対運動に従って関 連し合う複数のサイクロイドで表される。また、この相対運動は被加工部材の運 動とノズルのスピードとに従属しているが、同様に、ノズルの数にも従属する。 結果的には、液体噴流は、繰り返し、同一の被加工部材の表面に噴霧されること になる。この方法の欠点は、噴霧される液体の消費が非常に大きく、このため、 被加工部材が、デスケーリングに実際に要求される温度に比べて、低い温度に冷 却されてしまうということである。 液体噴流を被加工部材表面に向けて噴霧するための方法であって、その被加工部 材の移動方向に対してある角度をもって噴霧を行うことにより、液体の噴射を低 減するものが、ヨーロッパ特許公開第０６４０４１３号により知られている。こ の公報によれば、この方法は、液体噴流の回転運動の一部を覆うことによって実 施される。この液体噴流は、被加工部材の移動方向に向けられる必要はないよう になっている。また、この方法は、液体の総量が被加工部材に噴射されるわけで はないので、大きな液体の消費を伴う。 本発明の目的は、上述の欠点および難点を回避し、かつ、最適なデスケーリング を行うにあたって液体の消費を相当量減らすことを可能とするような方法を実施 するための方法および装置を案出することにある。特に、液体の消費の減少だけ でなく、液体圧力の減少が、デスケーリングされる表面の質の低下を招くことな く達成されることとなる。 さらには、液体噴流が被加工部材の表面に対して二重に噴射されることが避けら れることとなる。 この発明によれば、このような問題は、間欠性の、つまり、一時的に中断する液 体噴流を用いることにより、解決される。 この発明による方法の特有の効果は、圧力ピークの発生が、噴流の単一または繰 り返しの中断によって引きおこされるとともに、噴流圧力の上昇をもたらすこと である。結果として、デスケーリングの効果が本質的に向上する。液体噴流の圧 力は、ピーク値には、従来の方法により知られている噴流圧力の定常値の何倍に も達する。この発明によれば、被加工部材の表面に対する噴流の衝撃圧は非常に 高いため、公知の方法、または、公知の回転式デスケーリング装置によるものと 比較して、流体の圧力をかなり低下させることができ、その一方で、デスケーリ ングの効果を、従来の技術水準と比較して、なおも向上させることができる。 さらに、液体の消費は、かなり低減され、かつ、デスケーリングが行われるべ き点のみに正確に噴流を用いることにより、液体噴流の適用を最適化することが できる。このことにより、被加工部材の冷却の程度がかなり低減される。これは 、後に圧延されることとなる在庫品に関しては、特に重要である。 液体噴流は最大１８０゜以上の回転に保たれる。 好適な実施例によれば、流体噴流は最大で３０゜以上の回転に保たれ、数回の中 断を挟んで、被加工部材の表面に散布される。そして、間欠的に形成された噴流 が工作物の表面に散布されることにより、このような噴流圧力の上昇が生じる。 この効果は、一つの液体噴流の形成を、ごく短時間の間に、すなわち、噴流の回 転が最大１０゜以上、好ましくは５゜以上となるような時間内において、二回あ るいはそれ以上の回数に亘って、連続して中断することにより高められる。 より広い表面を有する被加工部材、特に鉄道車両におけるものについては、複数 の液体噴流を形成し、各液体噴流を独立したノズルにより形成するとともに、一 回転の間に、デスケーリングされる被加工部材の表面における独立した部分領域 に割り当てるのが有利である。 この方法においては、これらの液体噴流は、同時に形成されることが好ましい。 この発明による方法を実施するための回転式デスケーリング装置は、固定子と回 転子とへの液体供給路を有し、前記回転子は、固定子に軸支されているとともに 、液体噴流を形成するための少なくとも一のノズルを備えており、回転子と固定 子との間に、ノズルへ液体を間欠的に供給することのできる中断装置が設けられ ていることを特徴としている。 この中断装置は、便宜的には、固定子に対して剛に固定された静止した板状のカ ムからなっており、時間を限って液体の通過を許容する少なくとも一の制御ポー トが設けられた構成となっている。 好適な実施例は、以下の点を特徴としている。 ・ 液体の供給路は、回転子に位置する液体室に連通し、 ・ 前記回転子には、液体をノズルへと運ぶポートが設けられ、 ・ 前記ポートの一の開口部が、液体室に連通し、 ・ 前記ポートは、板状カムにより間欠的に閉鎖可能であり、かつ、ポートの開 口部が制御ポートと同一の位置にあるときに、開口する。 簡易な設計を与えるための解決手段は、以下の点を特徴としている。すなわち、 複数個のポートが備えられ、それぞれのポートは、各回転子の一つのノズルに連 通し、これらのポートのうちの少なくとも二つのものの開口部が、回転子の回転 軸から半径方向距離を異ならせて液体室に連通しており、板状カムには、ポート の開口部に対応するとともに、液体室からポートへの液体の通過を許容する制御 ポートが設けられている、という点である。 複数の制御ポートは、便宜的に、回転子の回転軸から同一の半径距離に設けられ ている。回転子の回転軸から同一の半径方向距離に位置するこれらの制御ポート は、グループで組み合わせるのが有利である。 液体噴流が、わずかにでも長い距離以上に、つまり、特定の点においてだけでな く、維持される場合、一の制御ポートは、好適な実施例によれば、板状カムの円 周方向に延在する制御スロットとして設計される。 ノズルを円形断面を有する噴射ノズルとして設計することは、特に有利であり、 その理由は、円形断面を有する噴射ノズルにおいては、噴流の広がりが最小限と なることにより、平坦状の噴射ノズルと比較した場合に、より高い噴射圧を得る ことができるためである。 この発明は、より詳しくは、以下の図面において示される複数の実施の形態によ り説明される。図１は、回転式デスケーリング装置の一断面を概略的に表してい る。この断面は、回転軸を通るものである。図２は、矢印ＩＩの方向から見た回 転式デスケーリング装置の外観を示している。図３は、図１におけるＩＩＩ−Ｉ ＩＩ線による回転子のハブの部分平面図を示している。図４は、図１の矢印ＩＶ にしたがって見た板状カムの平面図を示している。図５は、圧延部材に対する噴 霧パターンを平面図により示したものを表している。そして、図６は、この発明 による回転式デスケーリング装置を、例えば、連続鋳造スラブのような、特に大 型の工作部材に対して使用する場合を図示している。 回転式デスケーリング装置１においては、回転子４が、ギアハウジング２内にお いて回転軸３により軸支され、軸受６の上方において回転シャフト５とともに支 持されている。回転シャフト５には、駆動ピニオン７が、詳細が図示されない回 転駆動装置に対してかみ合わされた状態で取り付けられている。回転シャフト５ の端部は、ギアハウジング２から外方へ突出し、そこに回転子ハブ８が位置して いる。この回転子ハブ８には、外部へ放射状に延出するとともに噴射ノズル１０ を支持するブラケット９が設けられている。ここに示される実施の形態によれば 、十二のブラケット９が、回転子ハブ８の円周方向に等間隔に配置されて設けら れており、それぞれのブラケット９に、噴霧ノズル10が備えられている。噴霧ノ ズル１０は、円形断面を有する噴射ノズルとして設計されており、流路によりポ ート１１に接続されている。ポート１１は、噴霧ノズル１０からブラケット９お よび回転子ハブ８を通って放射状に、かつ、内方に向かって延びている。 回転シャフト５は、中空に設計されており、いわゆる固定子である中空管１２に より内挿されている。この固定子１２は、その一端１３がギアハウジング２から 突出しており、一端１３は、流路１４に接続されている。流路１４は、高水圧管 のようなものとされている。固定子１２と、固定子１２が貫通した状態で延在し ている回転シャフト５または回転子ハブ８との間には、液体シール１５が設けら れている。固定子１２の端部１６は、回転子ハブ８を貫通して外方向へ延出して いる。この端部１６には、制御ポート１８，１８’，１８”が設けられた板状カ ム１７が取り付けられ、板状カム１７は、固定子１２に対して固定して接続され ている。板状カム１７と固定子１２との双方は、固定子８に緊結されたカバー２ ０により覆われ、液体室１９（高圧液体室）を形成している。 図４から特に推論できるように、板状カムの制御ポート１８，１８’，１８”は 、回転シャフト５の回転軸３から異なる半径距離ｒ₁，ｒ₂およびｒ₃に位置して いる。半径距離ｒ₁からｒ₃は、制御ポート１８から１８”が、回転子内部に位置 する図３のようなポート１１の開口部２１，２１’，２１”に対してその位置を 合わせ得るように選択される。このことは、ポート１１もまた、回転シャフト５ の回転軸３から異なる半径距離ｒ₁からｒ₃をもって内方に延出していることを意 味している。 図４に示された板状カム１７によれば、各制御ポート１８，１８’，１８”は、 回転子４の回転軸３から同一の半径距離ｒ₁からｒ₃の位置に配置されている。こ れらの制御ポートを、図４に示す最も短い半径距離ｒ₁に設けられたポート１８ ”のようにグループとして組み合わせるようにしてもよいが、単に穴のみの設計 とするようにしてもよい。これにより、回転軸３上の回転子ハブ８が一回転する と、その回転中に、ポート１１の内側の開口部２１から２１”が、動かない板状 カム１７のコントロールポート１８，１８’，１８”に対して、ごく短い時間の み位置合わせされるようになる。 図４によれば、制御ポート１８，１８’，１８はスロットとして設計されており 、回転ヘッド内に位置するポート１１の開口部２１から２１”が、制御ポート１ ８，１８’，１８”に対して一定長に亘る回転範囲において位置合わせされるよ うになっている。 回転式デスケーリング装置１は、以下のような機能を有している。 デスケーリングされるべき表面２３を有する被加工部材２２−例えば、図５によ れば、圧延された板とまだ圧延されていない板とであるが一は、回転式デスケー リング装置１を通過して、レベル２４（図６参照）に移動される。ここに、回転 式デスケーリング装置１は、その回転軸３がこのレベル２４に対してほぼ直交す るように配置されている。移動中、液体室１９は、被加工部材の表面２３に対し て噴霧されるべき液体によって加圧されており、かつ、回転子４、すなわち、回 転子ハブ８を含む回転シャフト５は、回転させられる。これにより、異なるポー ト１１が、板状カム１７により液体室１９に対して連通し、一または複数のノズ ル１０に対して液体が供給されることとなり、また、結果的に、液体噴流が形成 されることとなる。 液体噴流は、制御ポート１８，１８’，１８”が、対応するポート１１に対して 連通して接続されている限り、形成されることになる。この接続が阻止された場 合には、液体噴流も同様に阻止されることとなり、次の制御ポート１８，１８’ ，１８”が、一または、３６０゜回転した後には、同じ制御ポートが、−再びポ ート１１に対して連通して接続されるまでは、形成されない。結果的に、間欠性 の液体噴流が形成されることとなる。 板状カム１７は、固定子１２に剛に固定されて、このようにして、各ノズル１０ に対する液体の供給を間隔をおいて中断する中断装置を構成する。 制御ポート１８，１８’，１８”を適当に配置することにより、例えば、図５に 示すような噴霧パターンを形成することが可能である。円弧状の線２５は、被加 工部材表面２３が、矢印２６により示されるように、供給装置により回転式デス ケーリング装置を通過して移動している間に、被加工部材表面２３に対して衝突 する間欠性の液体噴流を示している。 図４による板状カム１７が使用される場合、円弧状の線２５の最も外側に位置す る領域ａ₃は、それぞれ一のノズル１０により供給される。このノズル１０は、 制御スロット１８を通じて回転子４の回転軸３から最大の半径距離ｒ₃の位置に 配置されるものである。 領域ａ₂は、被加工部材２２の中心線２７に隣接して位置しており、回転軸３か らの中間的な距離ｒ₂にある制御ポート１８’を通じ、ノズル１０により供給さ れるものである。また、三つある中心領域ａ₁は、回転子４の回転軸３から最も 近い距離ｒ₁に位置するとともに近接して隣りあう三つの制御スロット１８”に より形成されるものである。 図５における（被加工部材の送り量が０のときの）ａ₁からａ₃を変化しない円弧 領域として形成すること、すなわち、領域ａ₁からａ₃の位置が、板状カムが動か ないことにより回転方向内に変化しないことが、必要不可欠である。 図６は、例えば、スラブや幅の広い板状部材において見られるような、大型の被 加工部材用の複数の回転式デスケーリング装置１の配置を図示している。 この発明は、図面中に示される実施の形態に限定されるものでなく、様々な態様 に変更しうるものである。例えば、ノズル１０は、回転子４の回転軸３から異な る距離に位置していてもよいし、また、制御ポート１８，１８’，１８”を、液 体が複数のノズル１０に同時に供給され得るように配置してもよく、あるいは、 個々のノズル１０に順次供給され得るように配置してもよい。 ノズルの各集合は、異なったノズル径を有するものであってもよいし、また、異 なる型式のノズルであってもよい。結果として、デスケーリングされる被加工部 材の断面に対する水の供給が一定に保たれることが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オーベルフマー，ヨハン オーストリア国 アー―4210 ウンターヴ ァイタースドルフ ザルツフターヴェーク ７ (72)発明者 シュヴァイホファー，アンドレアス オーストリア国 アー―4060 レオンデイ ンク バーグスタラー ストラッセ ５ (72)発明者 ウルリッヒ，ヘルヴィク オーストリア国 アー―8740 ツェルトヴ ェーク ハールデンヴェーク ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 被加工部材（２２）が、回転式デスケーリング装置（１）を通過し、少な くとも一本の液体噴流が、デスケーリングされるべき被加工部材（２２）の表面 （２３）に対して交差する回転軸（３）周りに回転しながら、表面（２３）に対 して噴霧するようにした圧延部材等の被加工部材（２２）のデスケーリング方法 において、前記液体噴流は、間欠的に、すなわち、一時的な中断を有した状態で 形成されることを特徴とする、被加工部材（２２）のデスケーリング方法。 ２． 液体噴流は最大で１８０゜以上回転するように保たれることを特徴とする 請求項１の方法。 ３． 液体噴流は、最大で３０゜以上回転するように保たれることを特徴とする 請求項１の方法。 ４． 液体噴流の間欠的な形成は、ごくわずかの時間の間、すなわち、液体噴流 が最大で１０゜以上、好ましくは、５゜以上回転する間に、二回あるいはそれ以 上の回数連続して行われることを特徴とする請求項１から３までのいずれかの方 法。 ５． 複数の液体噴流が形成され、各々の液体噴流は、独立したノズル（１０） により形成され、一回転の間に、デスケーリングされるべき被加工部材（２２） の表面（２３）の独立した部分領域（ａ₁，ａ₂，ａ₃）に割り当てられることを 特徴とする請求項１から４までのいずれかの方法。 ６． 液体噴流が同時に形成されることを特徴とする請求項５の方法。 ７． 固定子（１２）と回転子（４）とへの液体供給路（１４）を有し、前記回 転子（４）は、固定子（１２）により軸支されるとともに、液体噴流の形成する ための少なくとも一つのノズル（１０）を備えた請求項１から６までのいずれか の方法を実施する回転式デスケーリング装置において、ノズル（１０）への液体 供給を間欠的に阻止する中断装置（１７）が、回転子（４）と固定子（１２）と の間に設けられていることを特徴とする回転式デスケーリング装置。 ８． 前記中断装置は、固定子（１２）に対して剛に固定された板状カム（１７ ）により構成され、かつ、時間を限ってノズル（１０）への液体の通過を許容す る少なくとも一の制御ポート（１８，１８’，１８”）を備えてなることを特徴 とする請求項７の装置。 ９． 前記液体供給路（１４）は、回転子（４）に設けられた液体室（１９）に 連通し、 前記回転子（４）には、液体をノズル（１０）へと運ぶポート（１１）が設け られ、 前記ポート（１１）の一の開口部（２１から２１”）が、液体室（１９）に連 通し、 前記ポート（１１）は、板状カム（１７）により間欠的に閉鎖可能であり、か つ、ポート（１１）の開口部（２１）が制御ポート（１８，１８’，１８”）と 同一の位置にあるときに、開口することを特徴とする請求項８の装置。 １０． 複数個のポート（１８，１８’，１８”）が備えられ、それぞれのポー ト（１８，１８’，１８”）は、回転子（４）の一のノズル（１０）に連通し、 これらのポート（１８，１８’，１８”）のうちの少なくとも二の開口部（２１ ）が、回転子（４）の回転軸（３）から半径方向距離を異ならせて液体室（１９ ）に連通し、板状カム（１７）には、ポート（１１）の一の開口部（２１）に対 応するとともに、液体室からポートへの液体の通過を許容する制御ポート（１８ ，１８’，１８”）が設けられていることを特徴とする請求項９の装置。 １１． 複数の制御ポート（１８，１８’，１８”）が、回転子（４）の回転軸 （３）から、同一の半径距離（ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃）の位置に設けられていることを 特徴とする請求項１０の装置。 １２． 回転子（４）の回転軸（３）から同一の半径距離（ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃）に 位置する前記制御ポート（１８，１８’，１８”）がグループで組み合わされて いることを特徴とする請求項１１の装置。 １３． 制御ポート（１８，１８’，１８”）は、板状カム（１７）の円周方向 に延在する制御スロットとして設計されていることを特徴とする請求項８から１ ２のいずれかの装置。 １４． ノズル（１０）は、円形断面を有する噴射ノズルとして設計されている ことを特徴とする請求項７から１３のいずれかの装置。